제품생산의 오류를 막는 비전시스템

안전한 식품 생산에 최적 … 필수품으로 자리매김

식품 생산 분야에서 안전을 고려하고 있다면, 머신비전 시스템을 반드시 고려해야 한다. 최근 식품 업계에서 머신비전 검사 솔루션이 중요를 넘어 필수 요소가 되고 있다. 머신비전은 제품이 제대로 생산되었는지, 이름이나 유통기한 등이 적확하게 표시되었는지 확인함으로써 제품 리콜을 방지하고 잘못 표기된 제품으로부터 소비자의 안전을 유지할 수 있다.
자료제공 | 메틀러토레도 CI-Vision(www.mt.com/ci-vision)

① 개요
미국에서는 하루에 약 2억 5천만 명이나 되는 사람들이 식품 및 음료 분야의 포장 제품을 소비하고 있다. 이 중 65%가 제품을 구매할 때 포장 및 라벨을 참조한다. 소비자들은 자신이 구매하려는 제품에 알러지 유발 물질 등 유해한 요소가 있는지를 확인하기 위해 제품 라벨을 꼼꼼하게 살피는 편이다.

AIB의 보고서에 따르면, 전체 식품 제품 분야에서 일어나는 리콜의 43%가량이 라벨 오기(誤記)로 인해 발생한다. FDA는 라벨 오기를 클래스 3 리콜로 규정하고 있는데, 이는 라벨링이 잘못된 제품 전체를 반드시 전량 리콜해야 함을 의미한다.

제품의 라벨 오기가 발생하는 이유는 아이러니하게도 제조 능력이 상승했기 때문이다. 오늘날의 제조 및 포장공정은 너무 속도가 빨라 수동 검사가 거의 불가능하다. 따라서 정보 표기가 잘못되거나 결함이 있는 제품이 유출될 위험이 높아졌다. 식품의 라벨 오기는 제품에 대한 신뢰를 떨어트리고 회사의 명성과 이익에 직접적 타격을 미치며 무엇보다 소비자를 위험에 노출되게 만든다.

대부분의 식품 업체들은 라벨 오기 등으로 인한 리콜 현상을 방지하기 위해 자동 머신비전 검사 프로그램을 택하고 있다. 머신비전 검사 시스템은 라벨을 검사하는 기능을 통해 제품을 전량 감시 및 검사할 수 있다. 따라서 라벨이 잘못 부착된 제품이 소비자에게 도달할 가능성을 없애 공급자는 물론 서플라이 체인의 모든 관계자를  책임에서 자유롭게 한다. 비전시스템은 라벨 오기에 관한 많은 위험을 없앰으로써 즉각적인 투자 수익을 실현하는 효과적인 품질관리도구다.

② 라벨 작업의 잠재적 위험 요소는?
라벨 오기는 말 그대로 제품에 잘못된 라벨을 부착하는 것이다. 라벨링 작업이 잘못되면 제품에 함유된 알러지 유발 요소를 제대로 표시하지 못한다든지, 제품의 앞쪽 혹은 뒤쪽에 있어야 할 라벨이 아예 없다든지, 잘못되거나 불완전한 정보를 제공한다든지, 무게 및 함량 표기 등 규제의 요소가 있는 사항을 누락하는 등의 문제가 발생한다. 따라서 생산 및 검사를 마치기 전에 결함이 있는 제품을 파악해 소비자에게 도달하지 않게 하는 것이 중요하다.

라벨링 작업을 모니터링하는 머신비전 검사 솔루션을 구현하면 이런 문제를 방지할 수 있다. 작업자의 실수·수동 및 육안 검사의 불확실성·장비 고장·시스템 중단 등의 요소를 최대한 줄인다. 미국 연방의 식품·의약품·화장품법 제403에 의거한 규제에서 자유로워지는 것은 덤이다(자세한 사항은 ⑥ 식품 및 음료 포장 규정 항목 및 www.fda.gov에서 확인).

③ 라벨이 식품 안전에 필수적인 이유
미국 식품의약청(FDA)은 알러지를 유발하는 일반적인 여덟 가지 음식을 규정하고, 식품 제조업체에게 자사 제품에 이러한 음식이 하나라도 들어가 있다면 반드시 이를 명기하도록 규정하고 있다. 각 회사는 소비자들에게 의미를 전달하기 쉽게 알러지 정보를 제공해야 한다.

라벨에 표기해야 하는 여덟 가지의 알러지 유발 음식은 전체 알러지 반응의 약 90%를 차지할 정도로 비중이 높다. 알러지 사고를 예방하기 위해 각 제품 라벨이 알러지 관련 내용을 명기하고 있는지가 중요한 요소로 떠오르고 있다.

④ 예방은 의무 사항
2011년 1월 4일, 업계 전반에서 관심을 가지고 리콜을 방지하기 위해 노력한 결과 식품안전법이 개정(FSMA)되었다. 2011년 7월부터 국내 및 해외에서 식품을 생산하는 모든 업체는 자사 제조과정의 잠재적 위험을 진단하고, 이를 방지하기 위한 계획을 세운 뒤 실행해야 한다. 이러한 규정을 따르지 않으면 당국에서 시정 조치를 가하게 된다.

제조업체는 자사의 예산과 설비를 보호하기 위한 수단을 마련하고 공급망과 소비자를 보호하기 위해 예방 지침을 세워야 한다.

미국은 향후 모든 식품가공 산업에 19가지의 새로운 규정을 적용하게 되며, 이러한 규정은 머신비전 검사 솔루션에 대한 수요를 높이는 요인이 된다. 따라서 자사의 생산라인에 머신비전 검사를 통합하지 않은 기업은 회사 이미지와 수익성에 위협을 받을 뿐 아니라 식품의약청에 의해 시설이 정지되거나 몰수될 위험마저 내포하게 된다.

식품의약청이 법적으로 공표하기 전에 식품 업체들이 자발적으로 생산현장에서 머신비전을 활용한 위험 평가를 수행하는 편이 좋다. 작업자는 위험을 최소화하기 위해 머신비전 검사 솔루션 등 신뢰할 수 있는 기술을 십분 활용해 자사 제품에 책임을 져야 한다. 식품의약청은 향후 5년 내에 검사시설을 두 배로 늘릴 것이라는 방침을 세워 외국 업체까지 검사에 나설 것이라고 밝힌 바 있다. 이에 따라 외국 업체들에게도 머신비전 솔루션이 필요하게 됐다.

머신비전 검사는 식품에 정확한 라벨링을 부착해 서플라이 체인에 공급한 제품을 쉽게 추적할 수 있게 한다. 기존 생산현장에 빠르게 적용할 수 있어 결함 방지·규정 준수·안전·정확성 등 네 마리 토끼를 동시에 잡는다. 뿐만 아니라 제품에 대한 정확한 정보를 기록함으로써 식품의약청과 HACCP(식품위해요소 중점관리제도) 표준을 준수한다(자세한 사항은 ⑥ 식품 및 음료 포장 규정 항목에서 확인).

⑤ 리콜이 식품 제조업체에 미치는 영향
식품의약청에 따르면 매년 3만 명에 육박하는 사람들이 심각한 알러지 증상으로 응급실을 찾는다. 또 이 중 100명 내지 200명의 사람들이 동일 증상으로 숨을 거둔다. 이를 방지하기 위해 식품의약청은 위반 업체에 감사활동을 벌이고 벌을 청구한다. 이런 이유로 리콜은 회사의 앞날에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 따라서 기업의 명성과 수익을 유지하기 위한 예방조치가 필요하다.

평판
구매자에게 긍정적인 평판을 얻고 이를 유지하기 위해서는 결함 없는 제품, 품질이 높은 제품으로 안전과 신뢰를 주는 것이 우선이다. 하지만 라벨 오기가 나거나 잘못 인쇄된 코드가 부착된 제품을 판매할 경우 명성이 훼손될 수 있다.

미국 소매업체가 생산한 포장 오류 제품 중 17%가 라벨 오류로 인한 것으로 추정되고 있다. 접히거나 일부가 떨어져나가거나 찢어지거나 누락되거나 왜곡되거나 비스듬하거나 제대로 인쇄되지 않는 등의 라벨 오기는 기업의 명성과 수익성을 해칠 수 있다. 새 규정이 적용됨에 따라 읽을 수 없거나 잘못된 라벨은 제품 리콜은 물론이고 더 나쁜 상황도 불러온다. 위험한 성분 혹은 알러지를 유발하는 요소를 전혀 파악할 수 없게 되는 것. 또한 기업이 원인 발생 요인을 최소화하지 않으면 정부 단체 및 소비자가 압박을 가하게 되어 심각한 결과에 직면할 수밖에 없다.

회사의 수익성
리콜은 파급 효과가 대단하다. 회사 이미지와 가치마저 파괴할 수 있는 것. 다음 결과가 이러한 경향을 잘 대변한다.

·소비자의 21%는 향후 문제가 발생한 회사에서 아무것도 구입하지 않는다.
·소비자의 50%는 일시적으로 즐겨 찾는 기업을 바꾼다.
·소비자의 14%는 모든 제품 구입을 중단한다.

회계법인 전문 업체 딜로이트가 실행한 리콜 실행 후 효과 연구에 의하면, 식품 분야의 리콜은 천만 달러 혹은 그 이상의 손해를 낳는다. 또한 리콜이 발표된 후 회사 주가는 평균적으로 2주 내에 22% 가까이 급락한다.

바코드 라벨 및 프린트 전문 업체인 지브라 테크놀로지는 리콜의 크기와 범위 그리고 비용은 제품 추적 장비의 수준에 의해 크게 바뀐다고 밝혔다. 많은 코드와 바코드를 사용해 결함이 있는 제품을 추적하는 것이 리콜 관련 비용을 크게 절감할 수 있는 비결이다.

FSMA의 결과
제정된 법은 식품의약청이 직접적으로 식품 리콜을 명령할 수 있도록 하고 있다. 따라서 식품의약청은 건강에 위험할 것으로 의심되는 경우 식품 생산시설을 중단시킬 수 있다. 신규업체 등록과정은 한 해에 두 차례 열리며, 그동안 회사는 자격 요건을 충족하고 영업 정지의 위험을 줄여야 한다. 일단 한 번 감사가 들어온 다음에는 제품 비용뿐 아니라 많은 수수료가 추가로 부과된다. 따라서 라벨 오기 방지는 소비자 안전 및 규정을 준수하고 공정을 지속적으로 개선하기 위해 적합한 방법이다.

리콜의 유형
이 지침은 리콜을 위험 수준에 따라 세 개의 클래스 중 하나로 분류한다.

●클래스 1: 건강에 심각한 문제를 끼치거나 사망에 이르게 할 만큼 위협적이거나 결함이 있는 제품. 보툴리눔 독소, 알려지지 않은 알러지, 인명구조용 약품의 라벨 혼동이나 오류 혹은 인공 심장 밸브의 결함 등이 이에 해당한다.

●클래스 2: 건강에 일시적 문제를 끼치거나 인체 혹은 환경에 위협을 가할 가능성이 조금이라도 있는 제품.

●클래스 3: 건강에 악영향을 끼칠 확률은 적지만 식품의약청의 라벨 혹은 제조 관련 법률을 위반한 제품. 제품명을 포함한 라벨 오탈자나 작은 용기 결함 등을 예로 들 수 있다.

⑥ 식품 및 음료 포장 규정
식품 및 음료 안전 규정은 식품·음료·유제품 제조업체의 제조 공정에 머신비전을 채택하도록 유도하고 있다. 지난 몇 년간 소비자들이 겪어온 건강 및 위생 관련 문제로 인해 미국 및 유럽에서 제정한 안전 규정이 점차 엄격해지고 있다. 좌측의 표는 북미 지역 및 유럽이 만든 규정을 대략적으로 나타낸다.

⑦ 머신비전은 어떻게 식품 안전 프로그램을 증명하는가?
오늘날 사용자는 머신비전 검사 기술을 통해 손쉽게 라벨의 품질과 정확성을 높일 수 있다. 생산라인에서 라벨 문제가 발생하는 곳이 어딘지를 이해하고 이를 처리할 수 있는 머신비전 기반 라벨 오기 방지 프로그램을 구현할 수 있기 때문이다. 성공적인 머신비전 검사 솔루션은 라벨 오기를 원천적으로 방지할 수 있고, 언제나 라벨 정보가 올바른지를 파악해 표시함으로써 정확한 인쇄 및 코드 검사를 실현한다.

라벨은 생산자가 소비자와 소통하는 마지막 수단이다. 따라서 각 라벨마다 정확한 정보를 기록하는 것이 품질 향상의 열쇠다. 머신비전 검사 솔루션은 라벨 인쇄 프로그램을 지원해 제조 과정에서 잘못된 라벨 정보를 출력하는 것을 예방하며, 서플라이 체인으로의 추적도 용이하게 한다. 바코드 및 2D 매트릭스 코드를 이용해 유통기한을 신속하고 정확하게 확인할 수도 있다.

라벨 및 인쇄 분야의 머신비전 응용사례는 다음과 같다.

1) 라벨 유무 검사

●모든 브랜드 제품에 라벨이 올바르게 표시되었는지 확인한다.
쪾검사를 통해 브랜드 이미지를 유지한다. 라벨 재질과 관계없이 라벨 존재 여부, 위치 및 기울기, 이중 라벨, 너덜거리는 라벨, 주름진 라벨 및 바코드의 존재 여부 등을 검사할 수 있다.

2) 알러지 정보

●모든 라벨에 알러지 정보 및 영양성분표를 명기한다.
●명기된 정보는 읽기 쉬워야 하고, 규제 기준에 충족해야 한다.

3) 1D·2D 바코드 검증

●디코딩 과정을 통해 품질관리 시스템이 분석할 수 있는 정보로 변환한다.
●서플라이 체인을 따라 제품을 추적하고 필요한 경우 리콜을 용이하게 한다.

4) 유통기한 확인

●유통기한의 가독성을 보장한다.
●유통기한이 만료된 제품 판매를 방지하고 제품 리콜 활동을 용이하게 한다.

5) 그래픽 ID

●그래픽이 정확한 제품을 표시하도록 함으로써 소비자가 올바른 제품 정보를 얻을 수 있다. 제조업체를 소송으로부터 보호하는 역할을 한다.

6) 라벨 ID 검사

●각 라벨이 패키지 내부의 실제 제품과 일치하는지 확인한다.
●라벨 오기로 인한 소송을 방지하고 재작업 비용을 줄일 수 있다.

⑧ 라벨 부착 오류를 예방한 사례 연구

1) 미국 양념 제조업체,  라벨 오기 방지하다
  
머신비전 검사가 라벨 품질 보장
한 가족이 운영하는 조미료 제조업체는 400 종류가 넘는 샐러드 드레싱, 양념, 소스 등을 생산해 월마트나 크로거 등의 대형 식료품 매장에 유통하고 있다. 이 업체 및 이들과 거래하는 소매 업체들은 라벨 오기 예방에 큰 관심을 가지고 있다. 알러지와 같은 치명적 위험이 생기는 것은 물론이고 올바른 라벨이 없다면 제품을 리콜할 가능성이 산재해있으므로, 이를 방지하기 위해 라벨 오기를 줄이고자 했던 것.

이 업체는 라벨 오기를 방지하고 음식 안전 프로그램의 능력을 향상시키 위해 머신비전 검사 솔루션을 구현했다. 그들은 조지아 공장에 2개의 머신비전 라벨 검사 시스템을 설치했다. 라벨 검사 시스템은 조지아 공장에서 매 해마다 1300만 개의 제품을 검사한다.

각 검사 솔루션은 NEMA 4X 스테인리스강 제품으로 이루어져 있으며 병의 유무·병의 전면 및 후면 라벨 유무·라벨의 기울기·병목 라벨·뚜껑 유무 등을 평균 분당 400병 정도 검사한다. CI-Vision은 2000종류가 넘는 서로 다른 재고관리코드를 바탕으로 라벨과 제품이 서로 올바르게 접목되었는지를 안정적으로 검사할 수 있다.

2) 머스타드 병의 뚜껑·라벨·제조일자 검사
  
CI-Vision 시스템, 병 라벨을 검사하다
머스타드 병뚜껑을 수년 간 수동으로 검사하던 레킷벤키저가 메틀러토레도 CI-Vision의 3 카메라 검사 솔루션을 구현하며 수동 검사를 대체했다.

머신비전 솔루션을 구축함과 동시에 라벨의 유무·품질·정확성·가독성 등을 동시에 높였다. 머스타드 병뚜껑만이 아닌 다른 여러 용기도 함께 검사할 수 있다. 머신비전 솔루션을 구축한 덕에 생산 일정을 앞당겼으며, 라벨이 혼용되는 현상도 사라졌다는 것이 레킷벤키저 측 설명이다.

CI-Vision 제품을 설치한 이후 결함 제품으로 인한 고객의 불만이 줄어들었으며 수동 검사에 따른 노동비용 또한 크게 줄어들었다. 또한 레킷벤키저의 공장 관리자는 CI-Vision의 통계 기능을 통해 생산성 및 품질관리를 지속적으로 개선할 수 있다.

⑨ 메틀러토레도 CI-Vision 검사 솔루션의 장점
메틀러토레도 CI-Vision의 머신비전 검사 솔루션은 운영 및 유지보수를 간단히 수행할 수 있게 설계되었다. 따라서 자사에 맞추어진 고유의 제품을 쉽게 ‘소유’할 수 있다. CI-Vision 시스템을 고객의 요구에 맞게 설치 및 조정하고 나면 최소한의 유지·보수만으로도 쉽게 조작·운영할 수 있다.

시스템을 설치·시험·시운전한 이후에 지원이 필요할 경우, CI-Vision은 전 세계에 기술지원센터를 구축하고 있어 지원이 용이하다. CI-Vision은 시스템 운영자, 유지 및 보수 직원, 관리 요원 등 여러 직업군의 수준에 맞춘 교육을 진행한다. CI-Vision의 목표는 자사의 품질보증 프로그램을 적용한 모든 고객들이 다양한 기능을 쉽고 편하게 이용할 수 있도록 돕는 것이다.

CI-Vision은 1979년경부터 다양한 제품과 공정을 검사하는 턴키 비전 검사 솔루션을 제작 및 설치해왔다. 모든 고객의 개별적 요구에 맞추어 솔루션을 설계한다.

머신비전 검사 시스템을 구입고자 한다면, 빠르게 변화하는 기술적 흐름 속에 적응하지 못하는 업체를 선택하면 자사 역시 흐름 속에서 도태될 수 있음을 인식할 필요가 있다. 따라서 구입을 고려하는 시스템뿐 아니라 시스템을 제공하는 업체까지 평가할 수 있어야 한다.

머신비전 검사 솔루션을 활용한다는 것은 작업을 진행하는 과정에서 결함이 있는 제품을 지속적이고 안정적으로 발견할 수 있음을 의미한다. CI-Vision은 머신비전 기술의 전문가이며 30년 이상에 걸쳐 이 기술을 완성했다. 머신비전 검사 프로그램을 구현하고자 고려하고 있다면 식품 및 음료 제조 공정에 특화된 솔루션을 가지고 있는 CI-Vision을 참조하면 된다.